Цифровой генератор колоколообразных функций

Союз Советских Социалистических Республик(51)М, Кл,2 1,78(21) 2570213/18 заявки Мо Я 06 Р 1 0 с присоединен 23) Приоритетсударствеииый комит СССР о делам изобретений и открытий,Л,Рвачев, В кой ститут проблем машиностроения АН Укр 1) Заяви(54) ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР КОЛОКОЛООБРАЗНЫХФУНКЦИЙ е Изобретение относится к вычислительной и измерительной техникеи может быть использовано в цифровыхустройствах формирования и преобразования функций.Известно устройство, реализующее способ воспроизведения или аппроксимации функций, основанный на суммировании ряда сдвинутых один относительнодругого сигналов колоколообразной формы, содержащее дешифратор, счетчики, регистры, умножители, сумматоры, запоминающее устройство (1.Использование известного устройства в аппроксимирующих устройствах .затруднено из-за низкой точности работы,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен ко входу счетчика, выход которого соединен со входом" дешифратора, .первый блок памяти, выход которого подключен к первому входу первого умно- жителя, выход которого соединен с первым входом накапливающего сумматора, первую и вторую группы элеменодяжный, В.В.Органов тов И, блок сравнения, триггер, и рвый и второй регистры 2,Однако использование указанногогенератора колоколообразной функциипри разработке аппроксимирующихустройств для одновременной аппроксимации функции и ее и первых производных практически затруднено. Этосвязано с тем, что аппроксимируязаданную Функцию суммой сдвигов колоколообразных функций, приходится сдвигать последние друг относительнодруга на достаточно малый интервал,зависящий от порядка аппроксимируемой производной. В связи с этим целесообразно иметь такую колоколообразную функцию, размер носителя (длительйость сигнала) которой автоматическименяется в зависимости от порядканаибольшей аппроксимируемой производ"ьой. Это обеспечивает при аппроксимации данными колоколообразными функций.ми постоянную, не зависящую от поряд"ка наибольшей аппроксимируемой производной степень перекрытия однсМколоколообразной Функции другой.Кроме того, с целью получения необходимой точности в данном устройст737936. рого умножителя соединен с выходомтретьего блока памяти, а выход - спервым входом третьего умножителя,второй вход которого соединен с выходом триггера, третий - с выходомчетвертого блока питания, а выходсо входом пятого буферного регистра,выходы второгои третьего буферныхрегистров соединены соответственнос первым и вторым входами первогоблока памяти, третий вход которого о соединен с первым выходом дешифратора, второй выход которого подключен,к .первому входу второго регистра,второй вход которого подключен квыходу четвертого умножителя, вход 15 которого соединен с выходом четвер-того буферного регистра, а его входчерез первый регистр - с выходамиэлементов И первой группы, первыевходы которых подключены к выходу Щ генератора импульсов, а вТорые - квыходу второго регистра и входу пер. вого умножителя, второй вход накапливающего сумматора соединен с выходом.пятого буферного регистра, а еговыход - с первыми входами элементовИ второй группы, вторые входы которыхсоединены с выходами первого буферного регистра, а выходы являютсявыходами устройства.Дискретные значения Функции колоко.лообразной Формы при заданном значе-.нии аргумента получают в результатесуммирования ряда произведений двоичных чисел по следующему соотношению: подключен ко второму входу первогосдвигового регистра, первому входувторого сдвигового регистра, входувторого буферного регистра, входамвторого и третьего блоков памяти,первому входу четвертого блока памя Оти и к первому входу третьего сумматора, выход первого сдвиговогорегистра соединен с первым входом1 второго сумматора, второй, вход которого соединен с выходьм третьегосумматора, второй .вход которогоявляется входом константы, выходвторого сумматора подключен ко второму Звходу второго сдвигового регистра,входу триггера-, первому входу четвер- итого блока памяти и входу третьего 5;буферного регистра, выход второгосдви ового регистра подключен кперв му входу первого сумматора,втор й"вход которого соединен с выходом второго блока памяти, а третий 55является входом константы, выходблока вычитания подключен к первомувходу"четвертого сумматора и ко входублока вычисления колоколообразнойфункции, выход которого соединенс первым, входом второго умножителя, второй вход четвертого суююатораявляется входом константы, а выходподключен ко входу четвертого буферного регистра, второй вход втоИде х1 г С,1цр - функций специальной колоко-.45 лообразной Формы ве применяется цифровая обработка информации.. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что цифровой генератор колоколообразных функций, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен ко входу счетчика, выход которо го соединен со входом дешифратора, первый блок памяти, выход которого подключен к первому входу первого умножителя, выход которого соединен с первым вкодом накапливающего сумматора, первую и вторую группы элементов Й, блок сравнения, триггер, первый и второй регистры, дополнительно содержит третью .группу элементов И, сдвиговые регистры, сумматоры, блок вычитания, умножители, блок вы Числения колоколообразной Функции, блоки памяти, буферные регистры, при этом вход значения аргумента устройства соединен с первыми входами элементов И третьей группы и входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти, а выход - со вторыми входами элементов И третьей группы и входом первого буферного регистра, выходы элемейтов И третьей группы соединены с первым входом первого сдвигового регистра и первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом первогосумматора, вход значения номера аппроксимируемой производной устройства Я о+1( Ц"С, рхР "(п+2)2 п 11+значение аргумента, который представляется в двоичном коде в виде О. р, р ,р; - ксличество двоичных разрядов и коде аргумента х , наи 6 ольшийпорядок (номер)аппроксимируемой производной при-одновременной ап- .проксимации Функции и ее первых и производных;28 кодф 1 целыхподается на первый Эход умножителя 30, На второй вход умножителя считывается из блока 13 памяти код коэффициентов С,(для К =О), и таким образом, йавыходе умножителя 30 после умноже ния получается результат, равный перному коэффициенту С,Единица из1 о)регистра 28 по сигналу генератора 31 переписывается через блок 32 группы элементов И в регистр 27. 0 45 формула изобретения Цифровой генератор колоколообраз" ных функций, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен ко входу счетчика, выход которого соединен со входом дедифратора, первый блок памяти, выход которого подключен к первому входу первого умно- жителя, выход которого соединен с первым входом накапливающего сумматора, первую и вторую группы элементов И,блок сравнения;триггер первый и1второй регистры, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены 60 третья группа элементов И, сдвигоные регистры, сумматоры, блок.вычитания, умножители, блок вычисления колоколообразной функции, блоки памяти - буферные регистры, при этом вход зна- д 65 При второй итерации промежуточныйрезультат с буферного регистра 23умйожается на 1 целых регистра27, результат умножения записываетсяв регистр 28 и далее умножается вблоке 30 на второй коэффициент С(К), считываемый из блока 13 памяти. Содержимое регистра 28, крометого, переписывается по тактовомусигналу через блок 32 группы элементов И в регистр 27,На третьей итерации на выходе умножителя 2 б присутствует квадрат содержимого,буферного регистра 23, йачертвертой - куб и т.д. Таким образом, итерационная организация процесса вычисления .суммы не требуетникакого специального управленияпри вычислении первых членов, кромеоднократной записи 11 целых в регистр 28.Счетчик 33 подсчитываетколичество итераций и ерез дешиФратор 29управляет выборкой коэффицйентовС" из блока 13 памяти, Слагаемые 35суммы с выхоДа блока 30 поступаютна вход накапливающего сумматора 34,на этот же сумматор подается с буферного регистра 24 результат вычислений функционального блока 1. На 40выходе сумматора 34 формируетсярезультат Г цр (х), который черезблок б группы элементов И поступаетна выход устройства,чения аргумента устройства соединенс первыми входами элемента И третьейгруппы и входом блока сравнения,второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти, а выход - ,со вторыми входами элементов И третьейгруппы и входом первого буферногорегистра, выходы элементов И третьейгруппы соединены с первым входом первого сдвигового регистра и первымвходом блока вычитания, второй входкоторогб соединен с выходом первогосумматора, вход значения номера аппроксимируемой производной устройстваподключен ко второму, входу первогосдвигового регистра, первому входувторого сдвиговоГо регистра, входувторого буферного регистра, входам второго и третьего блоков памяти, первомувходу четвертого блока памяти, и кпервому входу третьего сумматора,выход первого сдвигового регистрасоединен с первым входом второго сумматора,второй вход которого соединенс выходом третьего сумматора, второйвход которого является входом константы, выход второго сумматора подключен ко второму входу второго сдвигового регистра, входу триггера, первому входу четвертого блока памятибуферногб регистра, выход второгосдвигового регистра пбдключен к первому входу первого сумматора, второйвход которого соединен с выходом второго блока памяти, а третий являетсявходом константы, выход блока вычитания подключен к первому входу четвертого сумматора и ко входу блока вычисления колоколообразной функции,выход которого соединен с первымвходом второго умножителя, второйвход четвертого сумматора являетсявходом константы, а выход подключенко входу четвертого буферного регистра, второй вход второго умножителясоединен с выходом третьего блока памяти, а выход - с первым входомтретьего умножителя, второй вход ко;тброго соединен с выходом триггера,третий - с выходом четвертого блокапамяти, а выход - со входом пятогобуферного регистра, выходы второгои третьего буферных регистров соединены соответственно с первым и вторымвходами первого блока памяти, третийвход которого соединен с первым выходом дешифратора, второй выход которого подключен к первому входу второ.го регистра,нторой вход которого подключен к выходу четвертого умножителя,вход которого соединен с ныходом четвертого буферного регистра, а еговход через первый регистр - с выходами элементов И первой группы,первые входы которых подключены квыходу генератора импульсов, а вторые - к выходу второго регистра ивходу первого умножителя, второй входт,г. Ужгород, ул. Проектн Филиал ППП пятого накапливающего сумматора соединен с выходом буферного регистра,а его .выход - с первыми входами элементов И второй группы, вторые входыкоторых соединены с выходами первогобуферного регистра, а выходы - являются выходами устройстваТираж 751дарственногоизобретенийЖ, Рауш Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9504195, кл, 0 06 Г 1/02,2. Авторское свидетельство СССР по заявке 92469083,кл,С 06 Р 1/02,27.09.77.